一、I2C
他的结构如下图所示：
我们配置好I2C控制器之后，去读写寄存器就可以了。
但是在我们的视频中，我们使用它GPIO引脚来模拟I2C。
让我们先 I2C本协议为硬件连接图：
一个主芯片，多个从芯片。
假设我们的arm这是一个主芯片，他必须访问这个i2c他该怎么办？
我讲i2c在协议中，体育育老师发球的例子:
让我们看看i2c如何传输总线上的数据：
（S为Start，开始信号）
如何规定S信号？
你看，通常这两个引脚都是高电平的，然后SDAS信号从高到低。
我们使用i2c如果控制器写程序，就是写一个寄存器，他会自动帮你发S信号。
我们用gpio来模拟I2C怎么办？
对于这个代码，让我们画一张图片：
在i2c协议里面, S没有规定信号低电平维持多久，
这位体育老师想发球给一个学生，他必须点名，这就是地址。
老师想把球送给他，而不是让学生传回球，所以还有一个方向。
S主设备发出信号后，应发出信号，并发出数据。
设备地址为7位，数据传输方向为1位，加起来为8位。
主要设备就像老师一样，老师点名学生回答：到。
主设备发布设备地址和数据的读写方向。如果有这个设备，他想。如何回应？
主设备发出7位地址和1位方向后，立即释放SDA，也就是说，这个时候SDA是高电平。
如果对方存在，他会把它放在一边SDA拉下。将检测到主要设备sda，他发现：哦，有人把这个拿走了SDA如果你把它拉低，那么这个设备一定存在。
说到这里，这就涉及到了I2C精致的传输。
您可以看到，在这个传输过程中，发送方控制SDA由接收方控制的时间为8个时钟。
也就是说SDA他由发送方和接收方控制。
如果每个人的时间都管理得很准确，你可以控制这个时间；另一次，我控制。
每个人的时间都没有交叉，这不会有问题。
但如果每个人的时间都有交叉呢？
例如，发送方将引脚设置为高电平， 同时，我时将引脚设置为低电平， 同一个引脚，一方写高，另一方写低，不是冲突吗？也许它会烧坏引脚。
怎么办呢？
这就引入了开漏电路，我来画一张图:
如何避免冲突？
也就是说，如果有人想把引脚设置成高电平，他什么都不做，把决定权交给别人。
什么意思？
当发送方希望引脚发出低电平时，在发送方内部，它相当于将引脚接地。
当发送者想要引脚发出高电平时，他该怎么办？
再看这张图，我在发送方，我想让这个引脚发出高电平。
我有两种方法：
1.让这个引脚在内部接收电源
但是这种方法我们刚才说过了，有可能会跟别人发生冲突。
2.使用第二种方法，就像上图一样， 如果他想发出高电平，他会断开引脚和芯片内部的模块。
他说:我想发高电平，你怕我和别人冲突，那我就不在乎了，爱怎么滴就怎么滴
他不在乎，那么这个电平是高还是低？
由决定。
发送方想发高电平，又怕他和别人冲突， 所以他什么都不在乎，电平由上拉电阻决定。
发送方想发高电平，接收方突然想发低电平。会发生什么？
我们画一幅图：
图中的蓝色是接收方，他想发出低电平， 在芯片内部，它就相当于把这个引脚接到地。
这个引脚，一边发1，另一边发0，最终结果是什么？
是低电平。
有冲突吗？你什么都不在乎发送方。 引脚电平：上拉电阻 和 另一方决定。
在这种操作下，不会烧坏电路。
在图中，我们用红色叉号表示断开引脚。
使用三极管实现芯片内部，我们再画一幅图：
看图中左边。 当他想发出高电平时，他通过反向器进入三极管。三极管的截止日期相当于此SDA断开左芯片。
当主芯片想要发出低电平时，通过反向器进入三极管，三极管导通，相当于SDA接地。
主机发出S信号，发出设备地址和方向，得到回应：可以发送或读取数据。
每个芯片的含义不同于发送和读取的数据。
让我们选择一个存储芯片来看看：
既然是存储芯片，就可以写数据，也可以从中读数据。
我要写数据时，写存储空间的哪个地址？写什么数据？
所以在图片中，你可以看到红色1是存储地址，红色2是数据。
对于写作操作，主设备将地址值和数据值发送给存储设备。
读取操作怎么样？您想读哪个存储地址？该地址应由主设备从设备发送。
读取的数据应从设备返回到主设备。
因此，读取存储芯片的数据将涉及两个I2C操作，一个是写地址，一个是读数据。
在上面的图里你可以看到读操作，会涉及两个S信号。
第一个S信号后写操作，第二个S信号后读操作。
再来看看oled：
S然后是设备地址，然后是控制字节，然后是数据。
这个在视频中讲得很清楚，简单举几个例子:
对oled，我们可以给他发命令，比如启动它，关闭它: 上面这个函数发送的0x00说我要给你发命令。什么是命令？cmd参数。
如何发送数据？在下面的函数中，它必须先发送0x40这个值，然后是数据本身data。
这些设备的i2c数据含义, 查看这些设备的芯片手册。
二、UART
现在我们来谈谈UART，UART常用。
图中只有一条线：
左边怎么给右边，怎么通过一条线发数据？
关键在于。
一开始，引脚是高电平的。他想发送数据。他引脚设置为低电平一段时间。这是通知对方说：嘿，我要发送数据了
发送方这边，就接下来在每一段时间里发出一位数据。
在接收方这边，每次都要读取引脚，得到数据
UART协议比较简单，因为双方都要约定非常准确的时间。
所以一般来说，不可能用引脚来模拟串口。
假设你用引脚模拟串口，你可能会被中断程序打断，所以时间不会混乱。
因此，芯片中的串口模块将用于串口。
配置串口模块后，如果要发送数据，可以将数据写入寄存器。
串口模块将逐个发送这些数据。
串口模块将从接收引脚上检测信号，逐个读取这些数据，并将其组合成8位数据。
对于串口章节，环形缓冲区更有趣
三、预习安排
安排预览的视频和文档：
就像今天一个同学提出的建议一样，预习的时候不仅要有视频，还要有文档。
这里有文档和源码：
对于项目1， 主要是给大家打基础，前面有C语言基础，有HAL开发的基础， 接下来，我将讨论如何设计一个更好的程序。如何做这个程序的框架更容易扩展和移植。
星期天，让我们全天制作视频！
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因为我们的直播将持续近6个小时，你最好来现场参加，否则当你想在第二天看的时候，你不能看6个小时
四、 晚班学生提问
1. 问： I2C开始信号中，SCL低电平时间最短多少？
最短多长没看过资料，但是肯定不能太短，太短的话对方都检测不到这个信号。低电平最长多长，具体数值我也没去看，只要对方芯片不会自动进入休眠状态就可以。在I2C协议里面，这个时钟它并不需要很准确，根本就不需要准确。通信的双方，只要有一个说我还没准备好，他就可以把SCL拉低让对方等他一会。
在使用GPIO模拟I2C中，延时会不会受到其他中断任务的影响？
肯定会受到影响，delay时间容易被其他任务、容易被中断 延长。如果对方的设备，对于时序要求非常高的话，那就不能够用gpio来模拟。我们使用gpio模拟的时候，主要是因为没有I2C控制器，或者不够用。
在使用GPIO模拟I2C中， 不要delay可以吗？
不加delay也可以的原因在于：
在使用GPIO模拟I2C中，上拉电阻多大合适？
10K左右。你要问我原因，我也说不上准确的原因，100K我也试过，1K、2K，10K、100K都行。只要是上拉就可以，这主要跟内部的晶体管，那个三极管或者MOS管有关系: 能让他导通就可以。
GPIO模拟和芯片内部控制哪个好？实际工作中用哪种？
有I2C控制器，就使用I2C控制器；没有的话才使用GPIO来模拟。
为什么现在好多芯片都有硬件iic 大家都不用 ，说不稳定，非要用gpio模拟？
实际上有硬件就用硬件，没硬件才用gpio来模拟，以前说是难用，应该是某一款芯片的I2C硬件有BUG。然后大家以讹传讹，一直以为有bug。我们去访问某些I2C设备时，如果不追求效率的话，用引脚来模拟，主要是因为懒，懒得去看I2C的寄存器操作。就比如我移植rt-smart到IMX6ULL的时候，要去操作触摸屏，一开始我们也懒得去看那些寄存器，直接用GPIO模拟好了。
I2C中，主机发完S信号，要回检吗？ 如果有设备没有准备好，是不是还不能立即发送地址？
这个问题我暂时没法回答，在时序图里面，他并没有监测SDA。但是I2C，它有总线冲突的检测机制，现在我也没有办法去查资料，他肯定有回检的功能的。
如果2个进行IIC通讯，怎么确定设备的地址？
这个地址由程序来决定。温湿度传感器芯片内部那个程序，不是我们写的，是厂家写的，他也会去判断SDA线上传输的地址值是不是他的
硬件I2C是不是限制管脚的？
是的， I2C模块能够使用外部引脚,就几个，这要看芯片手册确认。
为什么有的需要NACK 有的需要 ACK？
NACK 就是不回应。 就比如说你要写数据给从设备，从设备每收到一个数据都会给你回应。 但从机有时可能不会回应，比如回应时刚好发生了中断，此时主设备设计程序就需要考虑不理会ACK信号。
如果最后一位发的是0，确认也是0，那么主设备怎么判断从设备到底有没有确认？
送完第8位数据的时候，主机方一定要设置SDA为1，然后在第9个时钟读取引脚。
怎么确定有没有开漏？
看芯片手册。
Pushpull会讲到吗？
看我同事录制的视频里面讲的很清楚：
图里的Clock line held low by receiver and/or transmitter是什么意思?
意思是：Scl为低电平的时候，大家都暂停i2c操作。
也就是说我发送着发送着，唉，发现我有些忙不过来，我可以把scl拉低：让对方的从设备等待一会。
也可以反过来：接收方得到数据之后，发现，唉，这个数据比较难处理，我得花很长时间。他就可以把scl拉低让发送方等待一会。
Input是用的什么电路不影响sda的？
一个引脚被配置成输入时，他就是高阻状态 ，不会影响到外面的电路
老师，第九个时钟设成高阻态可以吗？
可以在第9个时钟，发送方不要去影响到别人，设置成高阻状态是可以的。
有没有讲解串口接收字符串的？
你可以用环形缓冲区来接收字符串，这字符串要有一个分隔符。一般就是回车换行，用回车换行来区分：上一个字符串、下一个字符串。
串口通信和IIC通信的距离一般多长？
I2C使用TTL电平时，就是在电路板上传输，也就厘米量级吧(比如10cm)，TTL电平也是厘米量级的。将串口转化成RS232电平，则是米量级比如5米。
环行缓冲区定义的不是指针，为什么视频里按地址算，更像计数器。
在视频里面说指针只是一个习惯性的说法，应该就像你说的就是一个计数器。
老师，讲解下FIFO和回调函数？
UART是一个很慢的设备。
我们使用窗口时，很多时候是突发地要传很多数据，比如：printf("hello, world");。
为了提高效率，串口模块内部有一个FIFO缓冲区。
你可以一次性的写入多个字节的数据,然后就不管了，串口模块会从FIFO缓冲区里面把那些数据一个一个的取出来发送出去。
接收缓冲区也是类似的，别人可能一次性的给你发来很多个串口数据，串口模块把这些数据收起来之后，也放入FIFO缓冲区。
我们应用程序去读串口的时候，就可以一次性的读出多个数据。
回调函数，在串口中断里面用到：
你不想去修改中断的处理函数，但是你又想在发生中断时去做一些事情，
就可以提供一个回调函数，在串口的中断服务程序里面，它会去调用你提供的这个函数。
串口里面，双发约定时间，例如传输1个位的时间是200ns，波特率是多少，硬件串口波特率最大支持多大？
串口的波特率最大也就是兆级别的。传出一个位需要200纳秒，波特率就是：1/200ns = 1000,000,000/200 = 5,000,000 波特率。一秒钟可以传输500万位。
问一个问题，波特率设置为115200，起始位是一位，数据位是8位，停止位是一位，没有校验位。115200的波特率，1秒钟可以传多少字节？
传输一个字节。一个字节是8位，但是需要一个起始位，一个停止位，也就是说传输一个字节需要10位。所以就是：115200/10 = 11520。
老师，两个假期想好好学习单片机裸机程序，用103那款开发板 1、预告下国庆前的课程安排 2、AT 、HAL库智能家居，Freeros入门大概各讲解多少课时？
At指令很快，纯操作而已，没有问题的话10分钟就过了。
HAL库智能家居，主要是锻炼大家编程的习惯，怎么抽象出一个结构体，怎么让程序更容易移植、扩展。 可能大家会反馈的问题比较多，所以这个我暂且认为是4次课
Freeros入门大概各讲解多少课时？ 写的参考书有11、12章，估计要讲7、8次课
老师，环形缓冲区可以用来协议解析吗？
当然可以，环形缓冲区只是用来接收数据而已，防止数据丢失，你当然可以用来解析协议了。
能讲讲你IIC和串口调试过程中常遇到的问题吗？这些问题的调试思路是什么？遇到问题了怎么划分是硬件问题还是软件问题？？
I2C最大问题就是总线被占用, 就是scl老是为低电平。
解决这个问题的方法就是：我先用gpio来模拟，我就看看谁把这个引脚拉低了。
对于串口一般来说不会有什么问题，主要就是处理不过来导致数据丢失。
请教老师一个问题，如果进入串口中断后，进入中断服务函数的话，然后在中断服务函数中加入接收数据处理函数的话，会不会影响其他的函数，或者跑飞。
中断程序里面要尽可能快地退出，所以我们一般来说就在串口中断程序里面，把数据放入环形缓冲区。
ESP8266本来是一个MCU，用AT固件方便开发。那这样我能自己写一个类似AT固件一样的程序，然后处理指令吗，一般数据是怎么处理的呢，因为串口是一个个位这样收发数据的？
一条指令它以回车换行结束，所以你接收到一个一个字符之后，判断一下是回车换行的话就表明接收到了完整的指令。
C语言malloc创建的只能在堆么？C++中new出来的对象能通过重载new的技巧使对象创建在静态区或者栈区，C语言有什么技巧可以这样做么？ 如果有的话，可以在周日直播讲讲技巧？
在上一次课里面我们讲了，你可以去定义一个很大的数组， 然后去管理这个数组，你看这个堆不就在数据段里了吗。
老师，printf重定向那个是什么原理？
别被“重定向”给唬住了，就是：printf里调用到fputc函数。
这个函数你写串口的话就是打印到串口。
这个函数你写屏幕的话，就是打印到屏幕。
这个fputc哪里指定的？C库吗？换一个平台之后还一样是fputc吗？？
自己写的：
老师，我想问下变量和函数命名的规范，驼峰式和下划线式哪个好？是不是针对不同的场景会采用不同的方式？？
看个人喜欢，驼峰式 好看一点。
fputc 是不是类似于HAL库里的回调，自己写同名的就会用自己写的？
应该是weak属性，你提供自己的代码的话，就用你自己的。
老师，如果智能家居显示不使用OLED，而是电容触摸屏使用LVGL来管理，实时性更强了，那工程是怎么管理，项目是怎么实现的 我能裸机移植LVGL使用，但是我不知道怎么结合FreeRTOS，一堆东西脑子乱成一团了
我同事对LVGL了解比较深，我还没有去看LVGL。 我大概的看了一下，lvgl里面，他已经实现了"事件"驱动
能不能这样：lvgl本身作为一个任务，其他不涉及界面操作的，也拆分为任务。
另外，教学视频里面，环形缓冲区extern 了结构体test_buffer，这个变量很多地方都被调用了哦，如果我要改点东西，直接牵一发而动全身了，有什么好办法吗？
不应该这么做的，不建议直接去访问全局变量，而是放到一个函数里面去访问。
如果裸机层面的底层驱动没有弄的很清楚的话。比如can，网口等。直接学操作系统会不会有点更不上产品级的项目？
在一个项目里面，底层驱动的占比不会很大的，所以你不用担心。
老师，视频hal库的i2c和oled驱动程序看的很吃力怎么办，看是能看懂但是建立不起体系？
这种你要去多练习，故意找一个不一样的模块来写程序，多写几个就明白。
老师，对于ESP的wifi/bt二合一产品，是用AT开发比较多还是IDF？另外使用IDF开发是不是很难？
如果要在ESP上开发程序，用IDF。
老师，如何真正做到模块化，每个模块化功能移植下就能用，每次移植的时候会有很多的其他变量都要屏蔽掉，是不是要少用extern？
一般来说都不要暴露出变量，除非说这个变量很重要，是只读的 。就比如linux中的jiffies。
老师，有一个基本概念不懂，用ttl转usb模块接电脑的时候，为什么单片机的地要和ttl转usb模块接一起。
双方要有一个参考的电位，就是共地。
老师，如何真正做到模块化，每个模块化功能移植下就能用，每次移植的时候会有很多的其他变量都要屏蔽掉，是不是要少用extern？
这模块要尽可能独立，不要去引用别人的东西。
想请问一下，网页控制单片机怎们实现的，是HTTP转串口吗？ 纯小白，想先去学习一下
单片机是一个web服务器，通过浏览器来访问单片机。
如何 提高 数据结构 算法 设计模式 操作系统原理 编译原理 软件架构 这些内功？
操作系统原理、编译原理 ，学的话是有帮助，但是停下来去学习他的话代价太大。